0
04136674922

چهارمین بسته ویژه نانویی: اخبار مهم و جالب توجه فناوری نانو در یک هفته گذشته

عصر مواد در نظر دارد با جمع آوری و گلچین مهم ترین و جالب توجه ترین اخبار و رویدادهای صنعتی و پژوهشی فناوری نانو، آن ها را در قالب یک بسته ویژه نانویی تقدیم مخاطبان و کاربران محترم نماید. این بسته ها بسته به حجم اخبار و رویدادها در بازه زمانی سه روز تا یک هفته منتشر خواهد شد.

 

 

 

تولید تجاری نانوحسگری ارزان با قابلیت استفاده در صنایع مختلف

 

ایمیجین اینتلیجنت متریالز (Imagine Intelligent Materials) یکی از شرکت‌های استرالیایی فعال در حوزه فناوری‌ نانو و آنالیز داده است. این شرکت اخیراً فناوری حسگری جدیدی ارائه کرده که در آن از پوشش حاوی گرافن استفاده شده است. در این فناوری از سامانه پردازش سیگنال برای جمع‌آوری داده از اجسام با مساحت سطحی بالا استفاده شده است. این سیستم حسگری که مساحتی در حدود چهار هزار مترمربع دارد، قادر به جمع‌آوری داده‌هایی درباره فشار، رطوبت، استرس و دما است تا از این داده‌ها برای حوزه‌های مختلف نظیر اینترنت اشیا استفاده شود.

 

کریس پیلبی از مدیران شرکت ایمیجین می‌گوید: “شرکت ایمیجین از رسانایی الکتریکی بالای گرافن استفاده می‌کند، گرافنی که در کارخانه گیلونگ ما تولید می‌شود. همچنین در این فناوری از الگوریتم‌های پردازشی نیز استفاده شده است. این فناوری با هزینه کم قادر به رصد تمام سطح موردنظر بوده و این کار به سادگی و کارایی بالا انجام می‌شود.”

 

 

 

افزایش ظرفیت تولید نانومواد دو بعدی در کالیفرنیا

 

شرکت گرولتکس (Grolltex) یکی از تولیدکنندگان مواد دوبعدی و گرافن، اقدام به توسعه ظرفیت تولید ویفرهای هشت اینچی کرده به طوری که در حال حاضر امکان تولید سی‌ هزار ویفر در سال با استفاده از زیرساخت‌های تک لایه CVD این شرکت وجود دارد. این نوع گرافن تک لایه برای الکترونیک پیشرفته و دیگر نانوادوات استفاده شده و می‌توان از آن برای حوزه‌هایی نظیر اینترنت اشیا، نیمه‌هادی، زیست‌حسگری و ادوات پوشیدنی استفاده کرد.

 

جف درا مدیرعامل این شرکت می‌گوید: «این تنها سایت تولید تجاری گرافن تک لایه در کالیفرنیا بوده که بالاترین ظرفیت تولید در آمریکا نیز است. تقاضا برای گرافن با گرید الکترونیک رو به افزایش است. خط تولید ما قابلیت تولید گرافن تک لایه و نیترید بور هگزاگونالی تک لایه را دارا است.»

 

نیترید بور هگزاگونالی که به گرافن سفید شهرت دارد، تک لایه‌ای عایق است که دارای خواص جالب توجهی نظیر شفافیت بالا، استحکام قابل توجه، وجود خاصیت ضدمیکروبی و ضدآتش است. شرکت گرولتکس در حال توسعه خط تولید خود برای تولید گرافن و نیترید بور هگزاگونالی است.

 

درا می‌گوید: «شاید جالب باشد بدانید که ما در حال حاضر چهار مورد ارزیابی روی موادمان را داریم که توسط مشتریان در حال انجام است. آن‌ها در حال بررسی و تست نانومواد ما روی محصولات خود هستند. زیست‌حسگری یکی از اولین حوزه‌هایی بود که گرافن ما در آن مورد استفاده قرار گرفت. گرافن برای شناسایی DNA، تشخیص عوامل بیماری در خون و رصد گلوکز در عرق در این حوزه استفاده شده است. این فناوری‌ها به‌صورت ادوات قابل پوشیدن در حال اثبات عملکرد و ایمنی خود هستند.»

 

این شرکت با استفاده از روش CVD اقدام به تولید گرافن تک لایه با ضخامت یک اتم در مساحت‌های بالا می‌کند. این نوع گرافن به دلیل خواص و ویژگی‌هایی که دارد برای استفاده در صنعت الکترونیک مناسب است. گرولتکس از فناوری برای تولید استفاده می‌کند که پتنت آن توسط دانشگاه کالیفرنیا به ثبت رسیده است، روشی که تولید گرافن، نیترید بور هگزاگونالی و دیگر مواد دوبعدی را با کیفیت بالا امکان‌پذیر می‌کند.

 

 

 

 

ثبت پتنت مربوط به غشاء نانویی برای استفاده در منسوجات

 

شرکت ایتالیایی دایرکتا پلاس (Directa Plus) موفق به ثبت پتنتی در حوزه غشاء مورد استفاده در منسوجات شده است. در این غشاء از نانوپلاکت‌های گرافنی موسوم به G+ استفاده شده است. این شرکت اعلام کرد که این غشاء جدید با عنوان دو برند تجاری به نام‌های Grafyshield و Grafytherm عرضه خواهند شد. استفاده از این غشاء موجب محافظت منسوجات در برابر آب خواهد شد و همچنین خواصی نظیر تنفس‌پذیری، هدایت الکتریکی و گرمایی، جذب مادون قرمز و ممانعت از رشد باکتری در این منسوجات بوجود می‌آید. انتظار می‌رود که این غشاء برای حوزه منسوجات هوشمند و کاربرد در صنعت الکترونیک نظیر انتقال داده و گرمایش استفاده شود.

 

جیولیو سیزارو از مدیران این شرکت می‌گوید که این غشاء جدید با استفاده از فناوری G+ دایرکتا پلاس ساخته شده است و ثبت این پتنت موجب می‌شود تا این شرکت بتواند محصول خود را در بازارهای داخل ایتالیا و بازارهای بین‌المللی عرضه کند.

 

 

 

 

 

عرضه نانومیله‌های طلا برای ارتقاء سامانه‌های تشخیص طبی

 

شرکت سونا نانوتک (Sona Nanotech) که در حوزه فناوری ‌نانو فعالیت دارد دو محصول جدید ارائه کرده است Gemini و Omni نانومیله‌های طلا هستند. Gemini نانومیله طلا عاری از CTAB است که قابلیت استفاده در تست‌های تشخیص طبی را دارا است. از این نانومیله می‌توان برای انجام تست‌های جریان جانبی مختلف در یک دستگاه استفاده کرد و نتایج بسیار دقیقی را در مدت زمان کوتاه در حد چند دقیقه به‌ دست آورد. تست‌های تشخیص جریان جانبی برای شناسایی حضور یا فقدان یک ماده یا آلودگی استفاده می‌شود. این تست‌ها برای استفاده در تست‌های تشخیص طبی و همچنین استفاده در صنایع مختلف رایج هستند.

 

Omni محصول دیگر این شرکت بوده که آن نیز نانومیله طلا است که توسط شرکت سونا نانوتک طراحی و تولید شده است. این نانومیله‌ها در محیط آزمایشگاهی روی سلول‌های زنده برای مقاصد پزشکی مورد استفاده قرار گرفته و از آن‌ها در بخش رهایش دارو، درمان‌های گرمانوری و تصویربرداری سلولی استفاده شده است.

 

علاوه‌ بر این محصولات نانومیله طلا، سونا نانوتک خدمات دیگری نیز ارائه می‌کند که این خدمات شامل استفاده از همین نانومیله‌ها در محصولات مختلف است.

 

نانومیله‌های Gemini نسبت به برچسب‌های رایجی که در تست‌های جریان جانبی استفاده می‌شود، از مزیت‌های مختلفی برخوردار است. این نانومیله‌ها رنگ‌های مختلفی ایجاد می‌کنند که از آن برای تشخیص و همچنین اندازه‌گیری کمَی می‌توان استفاده کرد. این نانومیله‌ها عملکرد تست‌ها را بهبود داده که این کار با استفاده از ارتقاء محدودیت‌های تشخیص و کاهش زمان انجام تست صورت گرفته است. Omni نانومیله طلای غیرسمی است که فاقد CTAB بوده و می‌توان از آن در مطالعات سلولی استفاده کرد.

 

 

 

دارورسانی نوین به منظور هدف قرار دادن تومورهای سرطانی

 

با شیوع بیماری سرطان در جهان، محققان در تلاش هستند تا راهکارهایی برای کاهش اثرات جانبی داروهای ضدسرطان و همچنین افزایش اثربخشی این داروها ارائه دهند. یکی از مهم‌ترین راهکارها در این حوزه طراحی نانوحامل‌های هوشمند انتقال دارو به منظور رهاسازی کنترل‌شده‌ داروها در بافت هدف است. پژوهشگران دانشگاه آزاد علوم و تحقیقات با استفاده از نانوذرات و انجام عملیات هدفمند روی آن به انتقال داروی ضدسرطان و کاهش عوارض جانبی آن کمک کردند.

 

دکتر آرزو سوداگر پژوهشگر دانشگاه آزاد علوم و تحقیقات در این زمینه گفت: «در سال‌های اخیر استفاده از دفع‌کننده‌های آهن از جمله دفرازیروکس در درمان سرطان در حال گسترش است. در این پژوهش سامانه دارورسانی حساس به pH بر پایه نانوذرات مزومتخلخل سیلیکا با پوشش دندریمری و درهم آمیخته شده با گلوکورونیک اسید به منظور دارورسانی کنترل شده و هدفمند دفرازیروکس به سلول‌های سرطانی طراحی شد.»

 

وی در رابطه با ضرورت انجام این طرح گفت: «مقاومت به داروهای ضدسرطان و وجود عوارض جانبی شدید و قیمت‌های بسیار بالا همراه با عدم موفقیت در درمان، از جمله عواملی است که موجب شد در سال‌های اخیر استفاده از سیستم‌های نوین دارورسانی مورد توجه قرار گیرد.»

 

سوداگر به نتایج مهم و کلیدی این کار تحقیقاتی اشاره کرد و گفت: «نانوذرات تهیه شده دارای شکل کروی هستند و توزیع اندازه‌ی ذره‌ای باریکی دارند که موجب پخش همگن دارو بر روی نانوحامل می‌شود. با عامل‌دارسازی نانوذرات مزومتخلخل سیلیکا میزان بارگذاری دفرازیروکس در مقایسه با نانوذرات مزومتخلخل سیلیکای بدون عامل افزایش پیدا کرد، همچنین قطر هیدرودینامیکی حامل سنتزشده از قطر روزنه‌های موجود در عروق خونی تومورها کمتر است. این بدان معنی است که نانوذرات تهیه شده می‌توانند با استفاده از پدیده افزایش نفوذپذیری و ماندگاری در بافت‌های توموری تجمع یابند. بررسی‌های انجام شده نشان داد ذرات درهم آمیخته شده با گلوکورونیک اسید باعث افزایش جذب سلولی شدند. نتایج حاصل از آزمون MTT روی سلول‌های سرطانی نشان دهنده سطح قابل قبولی از بقای سلولی بود که می‌تواند نمایانگر زیست‌سازگاری و غیرسمی بودن این ذرات باشد.»

 

وی در ادامه گفت: «دندریمر پلی آمیدوآمین به علت حساس‌بودن به pH می‌تواند نقش مؤثری در کنترل رهایش دارو در ذرات سنتزشده داشته باشد به گونه‌ای که در محیط خنثی، از رهایش پیش از موعد دفرازیروکس در بافت‌های سالم بدن و جریان خون جلوگیری می‌کند. در شرایط اسیدی پس از رسیدن ذرات به تومورهای سرطانی و واردشدن به سلول‌ها، دارو می‌تواند با سرعت بیشتری درون لیزوزوم رهایش یابد که در نهایت منجر به بهبود کارایی سیستم دارورسانی می‌شود. بار سطحی خالص مثبت ذرات بارگذاری شده با دفرازیروکس به دلیل برهمکنش‌های الکترواستاتیک بین نانوذرات دارای بار مثبت و غشا سلولی دارای بار منفی، می‌تواند موجب تسهیل ورود ذرات به درون سلول‌های سرطانی شود.»

 

به گفته این محقق به دلیل سطح ویژه‌ی بالای ذرات تولید شده، قابلیت بارگیری مولکول‌های دارویی افزایش پیدا کرده است و همچنین نانوحامل دارویی سنتز شده به دلیل اندازه ذرات کمتر از ۱۰۰ نانومتر با استفاده از خاصیت نفوذپذیری و ماندگاری، قابلیت تجمع در تومورهای سرطانی را یافته‌اند و باعث افزایش اثربخشی می‌شوند، همچنین استفاده از مولکول‌های قندی به عنوان عامل هدفمندسازی در سامانه دارورسانی طراحی‌شده و بهینه‌سازی بارگذاری دارو به منظور حصول بیشترین مقدار بارگذاری دارو توسط تغییر عوامل مختلف، کاهش میزان دوز مصرفی دارو و کاهش اثرات جانبی دارو از جمله مزایای این طرح است.

 

این طرح در مقیاس آزمایشگاهی و بر روی سلول‌های سرطانی انجام شده است و برای دستیابی به تولید صنعتی نیازمند بررسی بر روی مدل‌های حیوانی و تحقیقات بالینی بر روی انسان خواهد بود. این پژوهش حاصل پایان‌نامه دکتری آرزو سوداگر از دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات است که با همکاری دکتر پدرام ابراهیم‌نژاد و دکتر امیر حیدری‌نسب از دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی مازندران و دکتر عظیم اکبرزاده محقق انستیتو پاستور ایران انجام شده است. این طرح مقاله‌ای است با عنوان Sugar-conjugated dendritic mesoporous silica nanoparticles as pHresponsive nanocarriers for tumor targeting and controlled release of deferasirox که در مجله Materials Science and Engineering با ضریب تأثیر ۹۵۹٫۴ (سال ۲۰۱۹) منتشر شده است.

 

 

 

 

نانوآمولوسیون ضدسرطان با قابلیت تسریع تولید سلول‌های سفید خون

 

تراپیوتیکس سلوشنز اینترنشنال (Therapeutics Solutions International)، یکی از شرکت‌های فعال در حوزه نانودارو اعلام کرد که این شرکت در حال ثبت پتنت مربوط به فناوری موسوم به NanoStilbene™ است که در آن از ماده فعالی به نام پتروستیلبن استفاده شده‌است که می‌تواند به بهبود سلول‌های خون بعد از شیمی‌درمانی کمک کند.

 

نوتروپنیا یک ناهنجاری کاهش تعداد سلول‌های سفید خون است که اگر شدت پیدا کند خطر جانی خواهد داشت. این بیماری یکی از اثرات جانبی درمان سرطان با شیمی‌درمانی یا رادیودرمانی است.

 

در حیواناتی که با عامل ۵ فلوروراسیل درمان شده‌اند، استفاده از این نانودارو موجب شده تا احیاء سلول‌های سفید خون خیلی سریع انجام شود. این نتایج در مورد مواد دیگر شیمی‌درمانی نیز به‌دست آمده است.

 

جیمز ولتمایر از محققان ارشد این شرکت می‌گوید: «ما پیش از این گزارش کرده‌ بودیم که نانوداروی NanoStilbene™ می‌تواند برای از بین بردن سلول‌های سرطانی به کار رود. این داده‌های جدید از امکان بهبود کسانی که در معرض شیمی‌درمانی قرار گرفته‌اند پشتیبانی می‌کند. این نانودارو برای محافظت از این بیماران بعد از شیمی‌درمانی مناسب است. بیمارانی که شیمی‌درمانی روی آن‌ها انجام و دچار کاهش سلول سفید خون شده‌اند، این کار موجب افزایش احتمال بیماری‌های عفونی می‌شود.»

 

این نانودارو نه تنها می‌تواند احیاء سلول‌های سفید خون را تسریع کند بلکه به دلیل داشتن خواص ضدسرطان به از بین بردن سلول‌های سرطانی نیز کمک می‌کند. در واقع این دارو فعالیت‌های مختلفی در بدن دارد. به ندرت می‌توان دارویی یافت که هم موجب کاهش رشد سلول‌های سرطانی شود و هم به‌صورت هم‌زمان سیستم ایمنی بدن را تحریک کرده و مغز قرمز استخوان را از گزند مواد سمی شیمی‌درمانی مصون دارد.

 

NanoStilbene یک نانوآمولوسیون حاوی نانوذرات پتروستیلبن با ابعاد ۷۵ تا ۱۰۰ نانومتر است. این نانوذرات برای درمان سرطان و برخی اختلالات التهابی قابل استفاده است. این دارو می‌تواند نسل جدیدی از ترکیبات غیرسمی برای درمان سرطان باشد که سیستم ایمنی بدن را نیز تحریک می‌کند.

 

 

 

 

ساخت نانوماشینی با ساختاری شبیه به پروانه

 

پیشرفت‌های قرن ۲۱ فناوری‌نانو می‌تواند منجر به تولید ماشین‌های بسیار کوچکی شود که پتانسیل حرکت در فضاهای کوچک نظیر سلول‌های انسانی را دارا است. محققان موسسه علم و فناوری نارا (NAIST) در ژاپن با همکاری گروهی از محققان دانشگاه پاول ساباتیر در فرانسه و ساو وای هالا در دانشگاه اوهایو اقدام به ساخت نانوماشین جدیدی کرده‌اند و نتایج آن را در نشریه Nature Communications به چاپ رساندند.

 

این نانوماشین دارای پروانه‌ای است که می‌تواند در جهت و خلاف جهت عقربه‌های ساعت حرکت کند و با این کار از جایی به جای دیگر منتقل شود.

 

طبیعت بهترین معلم انسان‌ها است و می‌توان از آن برای الگو گرفتن به‌منظور ساخت ماشین‌های کوچک استفاده کرد. برای این کار باید از مولکول‌هایی استفاده کرد که قادر به تبدیل انرژی نوری، شیمیایی و الکتریکی به حرکت هستند.

 

جونال رامپن از محققان این پروژه می‌گوید: «برای ساخت برخی نانوماشین‌ها به طبیعت نگاه می‌کنیم. مثال‌های زیادی برای حرکت پروانه‌ای در طبیعت وجود دارد که در آن میکرواورگانیسم‌ها از حرکت پروانه‌ای برای جنبش در محیط استفاده می‌کنند. نکته جالب این است که این میکرواورگانیسم‌ها از ساختاری شبیه به پروانه‌های بزرگ اطراف ما استفاده می‌کنند.»

 

این پروانه‌ای که محققان این پروژه ساختند از سه بخش تشکیل شده است. سه تیغه که هریک دارای یک ایندازول است، مولکولی که پنج گروه فنیل و یک اتم روتنیم دارد. این سه تیغه به هم متصل شده و همانند بلبرینگ می‌چرخد.

 

یکی از مشکلات نانوماشین‌های مصنوعی این است که برای کار به شرایط بسیار خاصی نیاز دارند در حالی که نانوماشین‌های طبیعی در شرایط نرمال طبیعی کار می‌کنند. برای اثبات این موضوع، این گروه تحقیقاتی از سطح طلا برای حرکت نانوماشین استفاده کردندT سطحی که دارای دمای منفی ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد است، در حالی که اگر دما منفی ۲۷۵ درجه باشد این نانوماشین چرخش ندارد. در واقع این نانوماشین انرژی گرمایی را به جنبش تبدیل می‌کند.

 

 

 

ارائه پلتفورم نرم‌افزاری برای بهبود عملکرد AFM

 

شرکت آکسفورد اینسترومنتز (Oxford Instruments) اعلام کرد که این شرکت پلتفورم نرم‌افزاری جدیدی با نام ErgoTM را برای میکروسکوپ نیروی اتمی تحقیقاتی خود موسوم به Asylum ارائه کرده است. براساس ادعای این شرکت، استفاده از این پلتفورم جدید موجب می‌شود تا کاربر متخصص و تازه‌کار عملکرد بهتری داشته باشند. گردش کار ساده، کاربران را به سرعت از تنظیم تا دستیابی به اطلاعات رهنمود می‌کند. الگوریتم‌های هوشمند برای دستیابی به تصاویر ثابت و با کیفیت، به‌طور خودکار تنظیمات تصویربرداری را بهینه و محاسبه می‌کنند. کاربرانی که از Ergo استفاده می‌کنند سریع‌تر قادر به اندازه‌گیری خواهند بود و با اطمینان نتایج معنی‌داری به‌دست می‌آورند.

 

میکروسکوپ نیروی اتمی Asylum یک ابزار تحقیقاتی بسیار قدرتمند و چند کاره است. رابط کاربری جدید Ergo این قابلیت‌ها را حتی بیشتر از قبل قابل دسترسی کرده و اعتماد به نفس بیشتری را در مورد نتایج خود به کاربران ارائه می‌دهد. این پلتفورم در کنار نرم‌افزار Igore Pro این شرکت روی میکروسکوپ Asylum کار می‌کند. ترکیب این دو نرم‌افزار انعطاف‌پذیری بی‌نظیری را هم برای اندازه‌گیری‌های معمول و هم تحقیقات پیشرفته فراهم می‌کند.

 

نسخه اول Ergo روی متداول‌ترین اندازه‌گیری AFM یعنی تصویربرداری توپوگرافی با وضوح بالا استفاده شده است. برای بسیاری از محققان، هم کسانی که در آزمایشگاه‌های شخصی کار می‌کنند و هم کسانی که در آزمایشگاه‌هایی با تجهیزات اشتراکی فعالیت دارند، این تصویربرداری بسیار متداول است Ergo امکان تصویربرداری با کیفیت بالا را با حداقل آموزش کاربر و بدون نیاز به بهینه‌سازی دستی پارامترهای تصویربرداری فراهم می‌کند. سهولت استفاده و اتوماسیون از ویژگی‌های این پلتفورم است.

 

Ergo نرم‌افزاری مکمل برای Igor Pro است که طیف کاملی از مود‌های اندازه‌گیری را شامل می‌شود و انعطاف‌پذیری را در تصویربرداری‌های سفارشی فراهم می‌کند. این دو نرم‌افزار در کنار هم توانمندی‌های کاربر را در تصویربرداری ارتقاء می‌دهند. این پلتفورم یکی از فناوری‌های پیشرفته در زمینه مواد و تحقیقات علوم زیستی و همچنین بخش تحقیق و توسعه صنعتی است.

 

 

 

۷ میلیون یورو سرمایه‌گذاری روی فناوری پتنت شده

 

نانوفورم (Nanoform) یکی از شرکت‌های مهندسی ذرات دارویی با استفاده از فناوری‌نانو است که روی ارائه خدمات در بخش نانوذرات فعالیت دارد. این شرکت اخیراً ۷ میلیون یورو در این حوزه سرمایه‌گذاری کرده است. این پول برای توسعه هرچه بیشتر قابلیت‌های این شرکت هزینه خواهد شد.

 

جذب یکی از چالش‌های بزرگ شرکت‌های تولیدکننده دارو است. بیش از ۹۰ درصد از پروژه‌های توسعه دارو نتوانسته‌اند با موفقیت به مراحل پایانی تاییدیه‌ها برسند و در نتیجه در مسیر رسیدن به بازار عقیم‌ مانده‌اند. شرکت نانوفورم پتنت‌هایی دارد که می‌توان از آن‌ها برای حل این مشکلات استفاده کرد. این پتنت‌ها به تولیدکنندگان و توسعه‌دهندگان دارو کمک می‌کند تا به‌طور چشمگیری میزان جذب را افزایش دهند.

 

نانوفورم روش‌هایی برای کاهش ابعاد ذرات دارد که این روش‌ها می‌توانند عملکرد دارو را بهبود داده و در عین حال به شرکت‌های داروسازی امکان می‌دهد تا تولیدات خود را به دو برابر افزایش دهند.

 

نانونیزه‌کردن سیال فوق بحرانی روشی نوین در مهندسی ذرات دارویی است که در آن تبلور مجدد ذرات با استفاده از دی‌اکسیدکربن فوق بحرانی و از طریق ترمودینامیک کنترل می‌شود. CESS منحصربه‌فرد بوده چرا که بیشتر از هر پلتفورم فوق‌بحرانی رایجی در دسترس است. تمامی ذراتی که با استفاده از این روش شرکت نانوفورم مورد پردازش قرار گرفته‌اند اندازه‌ای کوچک‌تر و یکدست‌تر از ذراتی دارند که با روش‌های دیگر تولید شده‌اند. این روش جدید شرکت نانوفورم قابلیت تولید انبوه و تجاری را دارا است. این بودجه ۷ میلیون دلاری به شرکت نانوفورم اجازه می‌دهد تا موفقیت بیشتری در بخش تولید این نوع نانوذرات به‌دست آورد.

 

 

 

تولید داروی ژن‌درمانی با ترکیب پلاسمید DNA و نانوحامل لیپیدی

 

جنپرکس (Genprex) یکی از شرکت‌های فعال در حوزه ژن‌درمانی است. این شرکت اعلام کرد که شرکت آلدورن (Aldevron) که همکار شرکت جنپرکس است، موفق به تکمیل فرایند ساخت نانودارویی به نام TUSC2 شده است، دارویی که برای سرکوب کردن تومور طراحی شده و در آن از پلاسمید DNA استفاده شده است. ساخت این دارو که در سپتامبر ۲۰۱۸ اعلام رسمی شده بود، با توافق میان دو شرکت جنپرکس و آلدرون انجام شده است.

 

محصول اولیه شرکت جنپرکس موسوم به Oncoprex از پلاسمید‌های TUSC2 که توسط آلدرون تولید شده، استفاده شده است. این پلاسمیدها درون نانوحامل‌هایی از جنس لیپید قرار داده شده که روی آن بار الکتریکی مثبت وجود دارد.

 

به صورت رایج، مراحل تولید این دارو شامل ترکیب پلاسمید DNA با نانوحامل لیپیدی Oncoprex است که در شرکت جنپرکس انجام می‌شود. اما این شرکت در حال کار برای انتقال این فناوری پتنت شده به دیگر تولیدکنندگان همکار خود است.

 

جولین فام از مدیران شرکت چنپرکس می‌گوید: «هر تولید پلاسمید DNA برای ما اهمیت زیادی دارد چرا که هم نشان از پیشرفت در بخش تولید انبوه دارد و هم ما را یک گام دیگر به بازار مصرف این فناوری نزدیک می‌کند. تولید مواد زیستی به‌ویژه نانوذرات لیپیدی برای رهایش ژن، فرآیند بسیار پیچیده‌ای است، اما ما با همکاری شرکت آلدرون اقدام به این کار کردیم.»

 

سازمان غذا و داروی آمریکا اولویت بالایی برای روش‌های ژن‌درمانی قرار داده است به طوری که یکی از مسئولان این سازمان در سال ۲۰۱۸ گفته بود که سازمان غذا و داروی آمریکا تقریبا ۸۰ درصد از تمرکز خود را روی موضوع ژن‌درمانی قرار داده است. در سال ۲۰۱۹ نیز این سازمان اعلام کرد که در حال انطباق با موج جدید برنامه‌های دارویی مبتنی بر ژن‌درمانی است و موضع خود را نسبت به سال‌های گذشته درباره توسعه این نوع داروها تغییر داده است. این تغییر موضوع نشان می‌دهد که شرکت‌های فعال در حوزه ژن‌درمانی باید کارایی درمانی داروهای خود را به اثبات رسانده و بتوانند این محصولات را در مقیاس بالا تولید کنند.

 

 

 

 

 

ساخت عضله مصنوعی با استفاده از نانومواد دوبعدی

 

پژوهشگران کره‌ای مرکز KAIST موفق به ساخت عضله‌ای مصنوعی و بسیار نازک برای استفاده در روبات‌ها شدند. این گروه نشان دادند که با استفاده از مواد نانویی دوبعدی می‌توان عضلات مصنوعی ساخت. این عضلات همانند عضلات طبیعی با استفاده از الکتریسیته تحریک می‌شود و قابلیت ارتجاع و انقباض دارد. مهندسان در سراسر جهان به دنبال ساخت عضلات مصنوعی هستند که به سرعت به محرک پاسخ دهد بدون اینکه دچار شکستگی شود و در عین حال دوام بالایی داشته باشد. عضلات روباتیک نرم می‌تواند کاربردهای مختلفی در حوزه الکترونیک داشته باشد.

 

مهندسان حوزه فناوری‌نانو در مرکز پیشگامی تحقیقات نوآورانه KAIST عضلات مصنوعی بادوام و انعطاف‌پذیری ساختند که بسیار نازک بوده و به سرعت به عامل خارجی پاسخ می‌دهد. این عملگر شبیه به یک ورق کاغذ بوده و از ماده‌ای نانویی به نام MXene ساخته شده است که ضخامتی در حد چند اتم دارد.

 

این ماده نانویی از جنس لایه‌های نازک کربنی و تیتانیوم بوده و نه تنها انعطاف‌پذیر است بلکه به سادگی متورق می‌شود. تغییر در این عضله زمانی رخ می‌دهد که MXene به‌صورت یونی با پلیمری پیوند ایجاد کند. این ویژگی موجب می‌شود تا این عملگر در عین حال که انعطاف‌پذیر بوده و رسانایی بالایی دارد، مستحکم نیز باشد و درصورت اعمال جریان الکتریکی حرکت کند. این ویژگی‌ها موجب شده تا این عملگر نسبت به نمونه‌هایی که پیش از این ساخته شده‌اند عملکرد بهتری داشته باشد. این عملگر به سرعت به ولتاژ کم پاسخ می‌دهد و می‌تواند بیش از ۵ ساعت به حرکت مستمر ادامه دهد.

 

 

 

ساخت نانوکارخانه مصنوعی برای مقاصد زیست‌فناوری

 

آزمایشگاه چریل کرفلد در دانشگاه ایالتی میشیگان یک نانوکارخانه مصنوعی تولید کرده که در آن از باکتری طبیعی استفاده شده است. نتایج این پروژه در آینده می‌تواند برای کاربردهای زیست‌فناوری، پزشکی و صنعتی استفاده شود. نانوکارخانه‌های طبیعی در باکتری‌های سراسر کره‌ زمین یافت می‌شوند. برخی مواد مغذی برای باکتری‌ها تولید می‌کنند و برخی نیز مواد سمی می‌سازند که موجب آسیب به باکتری‌ و حتی مرگ آن‌ها می‌شود.

 

اما همه کارخانه‌ها یک نمای خارجی مشترک دارند، آن‌ها از یک پوسته ساخته شده‌اند که جنس پروتئینی دارد. دانشمندان قصد دارند تا با الهام از این باکتری‌ها، کارخانه‌های جدیدی بسازند و از آن‌ها در زیست‌فناوری استفاده کنند.

 

یکی از راه‌های هدایت آنزیم‌ها به این کارخانه‌ها، اتصال فیزیکی آن‌ها به انتهای پروتئین‌هایی است که در پوسته کارخانه‌ها تشکیل می‌شود، اما این کار، چالش برانگیز است.

 

قسمت انتخایی یا ترمینال بیشتر پروتئین‌های پوسته به سوی خارج کارخانه است. بنابراین، هر مولکولی که به انتهای پروتئین متصل شود روی سطح بیرونی و نه درون آن، قرار می‌گیرد. اگر هدف این باشد که یک یا چند آنزیم را در یک کارخانه از بقیه محیط سلولی جدا نگه داشت، این کار مشکل خواهد بود.

 

برایان پرولز محقق دکتری در آزمایشگاه کرفلد می‌گوید: «برای این که پروتئین‌ها را به داخل کارخانه بفرستیم، نیاز به نوع جدیدی از واحدهای سازنده داریم که درون ساختار کارخانه قرار داده شده باشند. در واقع باید ترمینال را به سوی داخل کارخانه بکشانیم تا محموله و ماده هدفی که قرار است به این ترمینال‌ها متصل شود وارد بخش درونی کارخانه شوند.»

 

محققان این پروژه، پروتئینی به نام BMC-H را به‌عنوان ماده سازنده به کار گرفتند و آن را با روشی به نام جابه‌جایی دایره‌ای، درون کارخانه قرار دادند به طوری که سر آن به سمت داخل کارخانه باشد. با این کار ترمینال موردنظر به سوی داخل کارخانه قرار می‌گیرد. این پروتئین مصنوعی شبیه به پروتئین طبیعی بوده با این تفاوت که انتهای آن به سوی داخل کارخانه است.

 

این نانوکارخانه سنتز شده با کارخانه طبیعی تفاوت ساختاری و ابعادی زیادی ندارد و می‌توان از آن برای مقاصد زیست‌فناوری استفاده کرد.

 

 

 

عرضه دستگاهی برای تولید انبوه و ارزان گرافن

 

آیکسترون (AIXTRON) یکی از شرکت‌هایی است که در پروژه پرچمداری گرافن مشارکت کرده است. این شرکت اعلام کرد که اخیراً دستگاهی برای تولید گرافن در مقیاس انبوه تولید کرده است که با روش لایه‌نشانی شیمیایی از فاز بخار می‌تواند گرافن تولید کند.

 

این دستگاه‌ می‌تواند با قیمت کم، محصولاتی با مقیاس بالا تولید کند و از این گرافن‌ها در صنایعی نظیر الکترونیک، حسگر و فتونیک استفاده کرد. از آنجایی که تولید گرافن با این دستگاه‌ها در شرایط محیطی انجام می‌شود، هزینه تولید گرافن تا صددرصد قابل کاهش است.

 

این دستگاه سنتز گرافن را روی ویفرهای عایق تسهیل می‌کند، کاری که موجب تسریع توسعه گرافن در صنعت الکترونیک می‌شود. به‌منظور کاهش هزینه‌های سنتز گرافن، این شرکت نمونه‌هایی را در فروم صنعتی برای علاقه‌مندان عرضه کرده است. این دستگاه قادر است تا ۲۰ هزار مترمربع گرافن در سال تولید کند که این رقم ۲۰۰ برابر بیشتر از ظرفیت راکتورهای رایجی است که در حال حاضر در صنعت استفاده می‌شوند.

 

الکس جواری، از مدیران شرکت آیکسترون می‌گوید: «این دستگاه محصول سه سال تحقیق و توسعه است که در قالب پروژه پرچمداری گرافن انجام شده است. گرافن در شرایط محیطی روی فویل تشکیل می‌شود و نیازی به خلاء نیست. بنابراین این فناوری به سادگی در کارخانه‌ها قابل استفاده است. به دلیل روشی که استفاده شده، این فناوری قادر است هزینه تولید گرافن را برای هر مترمربع تا صد برابر کاهش دهد.»

 

این دستگاه با هدف پاسخ به نیاز صنعت نیمه‌هادی طراحی و ساخته شده است. معمولا گرافن روی فویل‌ها و سطح فلزی قرار داده می‌شود که این موجب بروز آلودگی شده که برای صنعت نیمه‌هادی مناسب نیست. از این رو، این دستگاه می‌تواند به کاهش میزان آلودگی گرافن کمک شایانی کند.

 

کامیلیا کولتی می‌گوید: «این دستگاه با کمک پروژه پرچمداری گرافن ساخته شده است و بدون یاری این برنامه تولید آن مقدور نبود. در این پروژه دانشمندان مختلفی از دانشگاه‌ها و شرکت‌های مختلف کنار هم قرار گرفتند تا این فناوری ارائه شود.»

 

 

 

 

 

 

 

ارسال دیدگاه